一种低轨卫星通信天线多工作模式波束实现技术

在分析低轨卫星通信系统中不同链路所需波束类型的基础上,将所需波束类型归纳为宽波束和可切换点波束两大类,进而提出了用一副相控阵天线来实现这两种波束的方式。以16×16单元顺次旋转切角阵为研究对象,采用最小二乘优化方法综合阵列方向图,得到对地等通量覆盖的宽波束;合理设计波束分布,采用相控阵常规的波束切换功能,得到点波束覆盖图。仿真结果表明,宽波束和可切换点波束均能实现对星下±55°范围的覆盖。相比常规的多天线方式,这种多工作模式波束实现技术大大降低了卫星系统的复杂度,降低了设计、集成、测试和维护卫星天线系统的时间和成本,降低了卫星平台天线布局的难度,因此具有重要意义。     

相控阵天线波束控制技术研究及仿真

相控阵雷达是通过控制阵列天线孔径的幅相分布实现波束扫描和波束形成。文中对相控阵天线波束的定位、波束展宽、深零位控制、副瓣控制等技术进行了计算机仿真,这些仿真结果可以指导相控阵天线的设计,给相控阵雷达的系统设计和天线扫描波位安排、扫描时间优化提供了依据。     

一种用于相控阵天线测试的波控平台设计

针对相控阵雷达天线测试中组件单元数多、数据运算量大、测试过程繁琐等特点,设计了一种波束控制通用测试平台。该平台综合运用计算机软硬件技术、数据处理技术、自动测试技术,将大量复杂的运算集成在计算机中,并模拟雷达真实工作状态,缩短了天线阵面测试周期,实现了相控阵天线的快速、简便测量。     

相控阵天线波束控制的基本原理及波控系统的任务

相控阵雷天线阵面波束控制系统可以实现天线波束的定向指向和控制,文章分析了相控阵天线波束控制系统的基本原理,并通过演算验证了该波束控制方案的可行性,为今后的相控阵天线波束控制系统设计提供了依据     

波束控制系统测试平台的设计

相控阵雷达波束控制系统的主要功能是实现天线波束指向的控制，此外。其自身还应具备脱机检测和联机监测功能。本文重点论述了在波束控制系统设计过程中充分利用其现有硬件器件的功能，辅以通信技术、软件技术完成了波束控制系统测试平台的设计。     

数字相控阵雷达发射多波束特性研究

开展了数字相控阵雷达天线发射多波束的基础研究工作：首先阐述了发射多波束的基本工作原理,研制开发了数字相控阵雷达发射同频多波束的测试系统,并对发射多波束工作状态下天线的基本特性（如驻波特性和波瓣特性等）进行了研究和测试,通过实测数据与仿真结果的对比,验证了发射多波束的正确性和可行性,为数字阵列相控阵雷达未来的发展,实现雷达/电子干扰/通讯等同时多功能、共口径提供了技术支持。     

基于DDS的有源相控阵天线

有源相控阵天线不仅能提高通信系统的性能,而且还能扩充其功能,所以在通信领域的应用越来越广泛.本文介绍一种没有高频移相器的8单元有源相控阵天线系统,它由平面天线阵、数字T/R组件、接收DBF和系统控制分析软件等组成.其基本原理是在发射模式下,利用直接数字合成(DDS)代替传统的高频移相器和衰减器.由于DDS的工作频率比较低,需要通过上变频到系统所需要的工作频率(2.0GHz).在发射模式下,通过控制DDS完成发射波束形成所必需的幅度、相位加权和上变频所必需的本振信号;在接收模式下,则利用DDS技术产生接收信号下变频所必需的本振信号,然后采用DBF技术形成接收波束.文中详细介绍了基于DDS的有源相控阵天线的实现方法和实验结果.通过8单元基于DDS的有源相控阵天线系统的研究,证实了DDS技术在相控阵天线中应用的显著优点和相控阵天线在通信领域具有潜在应用市场.     

一种轻巧型接收数字波束雷达系统的实现

针对数字波束相控阵雷达多通道问题,提出利用多路复用技术实现全数字阵接收多波束相控阵雷达的一种解决方案。天线阵列直接采用高频二相调制,将接收多通道直接模拟合成一路传输处理,基带提取各个天线单元回波数据信号、相位幅度加权,基带实现任意接收数字多波束。该技术突破单通道数字波束相控阵雷达接收技术,使天线体积大幅度减小,雷达系统轻巧,低成本;灵活软件配置阵列,降低调试、测试、工艺、加工复杂难度,有利于雷达综合性能提升。     

基于多频点多波束的相控阵雷达天线接收测量方法

相控阵雷达天线工作频点多、波束指向角度多,天线的暗室测试工作量大。传统相控阵雷达天线测试方法采用固定频点固定波束天线测试方法,测试效率低、周期长。本文提出多频点多波束的相控阵雷达天线接收测量方法可大幅度提高天线测试的速度、缩短天线测试周期。     

新型宽带数字多波束相控阵天线设计

传统相控阵天线系统为实现多波束,在重量、体积、功耗等方面会有明显的增加,系统的基本可靠性也显著降低。基于软件无线电思想,利用超外差结构实现宽带信号变频,并对瞬时带宽内的信号同时进行模/数或数/模变换,再根据串口提供的每个波束方位、俯仰和频率等信息,在基带实现数字多波束形成。设计了一套S频段、瞬时宽带100MHz的数字多波束相控阵天线系统。测试结果表明,该天线可收发同时形成3个独立波束,每个波束在俯仰面0°~70°、方位面全向的扫描范围内实现EIRP值不小于40 dBm,G/T值不小于-20 dB/K的优良指标。该设计可以有效提高系统灵活性,降低系统的复杂度。     

一种DBF体制卫星接收共形相控阵天线

提出了一种全数字波束合成(digital beam forming, DBF)体制卫星接收共形相控阵天线设计思路.该天线采用半球形共形阵排布方式, 阵元采用双层微带贴片天线实现宽带圆极化.在半球形的布局下, 通过判断卫星信号来波方向在球面上的投影来选择工作的阵元, 形成与来波方向一致的波束, 在全空域(—75°~75°)的仰角内可实现增益起伏小于1.5 dB的波束覆盖; 后端采用射频数字一体化设计技术, 可同时形成多个波束, 实现了一个天线跟踪多颗卫星的能力.最后加工和测试了天线样机, 验证了共形半球阵的波束形成能力.提出的天线设计思路有助于拓展数字波束体制在卫星通信中的应用, 对全空域多波束相控阵天线的研制具有指导意义.     

相控阵天线的光纤控制技术

文章介绍了相控阵天线的光纤控制技术。用光纤来控制相控阵天线的数字式微波移相器，从而实现波束形成和扫描。对于大面阵天线的控制，串并混合式光纤系统比单－串行或全并行光纤系统具有许多优点。在对控制信号分析的基础上，设计并加工了混合式光纤控制系统。理论分析和实验均表明，该系统具有极低的误码率，足以满足现代相控阵雷达的需要。     

基于复合左右手传输线相移器的串馈相控阵天线

基于电调复合左右手传输线相移器,提出了一种新型相控阵天线波束控制方式：通过电压控制相移器的相移,从而使相控阵天线中心频率工作在边射方向,并允许向边射外的两个方向进行扫描。作为实例,设计制造了一个应用在ISM波段的平面串联馈电贴片相控阵天线,并对其进行了测试。结果表明：该相控阵天线可实现连续扫描,边射方向波束倾斜小(2°...     

天线线阵自动测试系统工程设计

相控阵天线的蓬勃发展,对天线线阵测试效率提出了迫切需求。文中提出了一种相控阵天线线阵自动测试系统的工程设计方法,该方法通过增加对天线线阵、微波矩阵开关以及测试仪表的控制,实现传统天线线阵手动测试系统的升级,使其具备对相控阵雷达天线线阵自动测试和故障隔离的功能。该测试系统用于多型线阵的测试,大幅提高了测试的效率,完善了雷达线阵的测试技术。     

基于硅基光子学的2维相控阵真时延网络

为了实现大规模2维相控阵天线的光学真时延系统, 采用基于硅基光子学的二进制硅基集成二进制光延迟线技术, 提出一种2维相控阵(N×N)真时延网络, 利用2维相控阵结构的对称性以及行延迟和列延迟的独立控制, 真时延网络的复杂度可以降低至(N-1)/2(N为奇数)或N/2(N为偶数)。理论分析了该时延控制方案和集成时延芯片的设计, 以8×8的2维相控阵为例, 设计实现了包含4种硅基二进制时延线的真时延芯片, 测量了该芯片的时延量, 并针对测量的时延量仿真分析了2维相控阵天线的波束扫描特性。结果表明, 该真时延网络能够满足相控阵天线波束指向要求(角度误差小于0.5°); 集成光学技术的采用减小系统的体积和成本。该研究为大规模2维相控阵天线的真时延网络实现提供了一种可行的方法。     

相控阵雷达系统设计的研究

由于阵列天线的波束捷变能力，相控阵雷达可以同时执行搜索和跟踪的多功能任务。多功能要求使相控阵雷达系统的设计方法不同于单一功能的雷达。本文介绍了相控阵雷达的目标捕获和跟踪，对跟踪误差信号的处理、波束控制及系统定时也进行了讨论。     

日本商用相控阵天线系统述评

本文将对日本的相控阵研究活动以及已经开发出的相控阵系统作一评述。文中还将讨论用于波束形成网络的两种基本技术；一种是使用单片微波集成电路的微波处理技术，另一种是光学处理技术。文中还将对采用光学元器件的几种光学控制相控阵天线作一描述。作为市售系统，文中还将介绍用于ＩＮＭＡＲＳＡＴ－Ｍ上的机载相控阵天线和Ｓｈｉｎｋａｎｓｅｎ火车上的波束开关天线。     

地基相控阵雷达的天线扫描空间分析

根据相控阵雷达的工作模式和战术要求，研究波束扫描和波束空间分布特点对相控阵雷达合理的资源调度和能量管理非常重要。本文从地基相控阵雷达系统的天线特性、天线扫描空间、波位划分及波束增益空域变化等方面进行了分析和研究。仿真图片体现了相控阵天线的空域扫描特点。本研究可为相控阵雷达合理的资源调度和能量管理提供参考。     

基于遗传算法的波束形成算法研究

随着卫星导航技术的不断发展,相控阵天线在导航领域中的应用也越来越多。波束形成算法是决定相控阵工作性能的重要因素。针对卫星导航领域对相控阵天线波束形成的需求,对基于遗传算法的波束形成算法进行了研究,重点满足对均匀加权下的旁瓣抑制、窄波束形成进行了优化设计。同时,在算法设计过程中,充分考虑了器件的不理想因素带来的幅相误差,得到了良好的优化结果,提高了算法的应用性能。     

新型弹载波控组件测试系统的设计与实现

新型弹载波控组件通过控制相控阵天线完成波束的电控扫描和快速赋形,实现对飞行目标的快速跟踪和定位.波控组件在工作过程中会产生上万个通信、控制信号,如何实现对波控组件通信、控制以及供电输出信号的快速的准确测量成为弹载波控组件测试交付的难点.设计了波控测试软件和硬件,完成了波控测试系统的搭建,通过分时单元实现了对多产品的多通...